高效沉淀池设计探讨.pdf

2012年6月第6期
城市道桥与防泆
防洪排水
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高效沉淀池设计探讨
曹金亮
(天津城市基础设施建设投资集团有限公司,天津300381)
摘要:该文阐述了高效沉淀池的特点、工作原理,并通过工程实例介绍高效沉淀池的设计参数的选取及计算过程,为污水处
瑮厂中高效沉淀池的设计提供借鉴。
关键词:高效沉淀池;污水;混合;絮凝
中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1009-7716(2012)06-0187-02
0概述
合过程。该区域设计中需确定:混合段容积及混合搅
拌强度
为了保证污水处理厂出水胶体悬浮物浓度、磷1.1混合段的容积
浓度、有机物浓度满足排放要求,需在工艺流程中设
该工程为1座2组布置,与沉淀池对应,混合段
置絮凝沉淀池。由于高效沉淀池具有处理效率高,分为2组,对称布置。混合池有效容积需根据混合时
效果稳定,适应性强,且占地小、投药量少、有机物去间计算确定,典型的混合时间一般采用10~30s完
除效率高等优点,在污水处理厂的深度处理中大量成,最多不超过2min。考虑该工程处理对象为污水
应用,如常州城北污水处理厂提标改造工程、天津市厂生物反应池出水,适当延长混合时间。根据经验,
张贵庄污水处理厂工程、天津成水洁污水处理厂工该工程混合时间取30s,根据V=Q计算可得,单组混
程等。本文结合国内外混合与絮凝的技术发展与应合池池容V约为45m3,平面尺寸采用3.5mx3.5m。
用经验,以国内某污水处理厂工程为例,介绍污水处1.2混合搅拌强度
理厂中高效沉淀池的工艺设计
废水工程中,快速混合通常发生在湍流工况,
高效沉淀池由三个主要部分组成:混合区、絮凝惯性力占压倒性优势。一般原则,速度越高,湍流越
区和沉淀区。其中混合区为快速混凝搅拌反应器,大,混合效果越好。工程中,通常采用搅拌速度梯的
絮凝区为推流式反应器,沉淀区由斜管沉淀区和污和体积循环次数来表征混合效果的好坏
泥浓缩区组成,如图1所示。
1.2.1输入功率
混合段絮凝段
在污水处理中,根据需去除粒予的徽刻度,速
度梯度C值一般取500~1000s-。工程中速度梯度C
取500s5,根据计算,得混合功率N。-1125kW。考虑
到电动机的机械传动总效率(以0.6计),该工程中选
择的电机功率为18.75kW,并考虑电动机变频调速
运行
1.2.2体积循环次数
图1高效沉淀池构造示意图
根据美国凯米尼尔公司和菜宁公司的有关资
料,体积循环次数计算公式如下
该工程中新建高效沉淀池一座,对称布置两组。
Qt
进水为推流式A0反应池出水,处理规模为10万
式中:Z”一体积循环次数,次;
1混合段的设计
Q'一搅拌器排液量,ms;
混合时间
该工程中在混合段投加聚合AICL2溶液作为混
Vー一混合池有效容积,m3。
凝剂,通过轴流折浆式搅拌器的高速搅拌来实现混
搅拌器排液量
收稿日期:2012-03-19
作者简介:曹金亮(1965-),男,天津人,高级工程师,从事工程
式中:K。一桨叶流量准数(査表得4片式折桨搅器
建设管理工作。
为0.77);
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n搅拌器转速,r/s,(转速为105r/
d搅拌器直径,m(该工程搅拌器直径3沉淀段设计
该工程设置沉淀池2座,采用斜管沉淀,逆向流
计算得,体积循环次数为21次,远远大于1.5次,沉降。清水区采用六边形蜂窝管,管壁厚0.4mm,边
符合设计要求。
距d=30m,水平倾角=60°,斜管结构占用面积按
3%计。清水区上升流速v取2.5m/s
2絮凝段的设计
单座沉淀池清水区面积为:A=2=-058=
该工程中絮凝段投加聚丙烯酰胺作为助凝剂。
为适应水量变化以及保证较小的水头损失,采用机232mr,实际清水区所需面积为232x103~240(m2)
械絮凝的方式,使用推流型混合器。
采用斜管区平面尺寸为16mx15m。
2.1絮凝段容釈计算
当雷诺数Re<2000时,流体为层流状态,有利
筑物来设计,分为两组,与混合池对应。絮凝段有合要今沉降。该工程Re=21.675<200,层流,符
该工程中絮凝段与混合段作为一个整体构于固体
效容积的计算公式为。絮凝段的絮凝时间一般宜4结语
10~30min,该实例中絮凝时间置取16min,则单组
絮凝段的有效容积约为720m3。根据平面布置,配合
高效沉淀池具有混凝一絮凝一沉淀一体化功能,
且沉淀效率高,容积小,占地面积小等优点,该工程
沉淀池尺寸,絮凝段分为2组,单组平面尺寸为
于2009年投入运行,运行情况良好,出水SS<15mgy
16mx6m。絮凝段有效水深为7.5m,超高取0.3m,
L。为了保证滉合絮凝效果,在混合反应池的设计过
总高度为7.8m。
程中,还应注意以下几点:
由于絮凝段为长条型布置,故每组絮凝段设置
(1)混合段采用轴流折桨式搅拌器,应绝对地避
2台搅拌设备。
免液体的涡旋或物质的涡旋。涡旋使得流体速度和叶轮
2.2絮凝搅拌器选用
速度之间的差减小,混合效率降低。通常可以在池壁设
该工程絮凝搅拌器采用推流型混合器,水置垂直挡板,伸出池壁约10的直径(或当量直径)。
叶形的叶板用于限制絮体剪切的量,同时提供
(2)髙速旋转的小叶轮产生较大的流体剪切和
絮凝所需的速度梯度和泵送能力。因此,在确定较小的泵送能力,慢速操作的大叶轮将导致较高的
混合器大小时,必须考虑输入功率和泵送两方泵送能力和较低的流体剪切。因此混合段需采用高
面的要求。
速小叶轮搅拌器;絮凝段采用慢速大叶轮揽拌器。考
根据该工程中絮凝段尺寸,计算水深与絮凝虑到水量、水质可能发生变化,絮凝段搅拌器需考虑
段当量直径的比(Z/e),并由此査表得出螺旋浆直设置变频运行。
径与絮凝段当量直径的比值(DTe),由此确定初
(3)污泥浓缩区污泥回流可加速矾花的生长,
始流量系数Q。=0.82。计算得出,叶轮排液量为增加矾花的密度。污泥回流量控制在2%~3.5%。污泥
590.4mmin,叶轮直径为3.3~4.4m,该工程取?流螺杆泵考虑变频运行,解决运行时可能出现的
3850mm。
泥床升高或污泥不足的问题。
由以上基础数据,计算得出Q=10.55m3/r
目前我国污水处理中采用的高效沉淀池没有
统一的规范要求,本文通过对高效沉淀池设计中参
9.12kW。
根据以上计算结果,选用絮凝搅拌器,该工程数的选取、水力条件的计算进行探讨为高效沉淀池
选用搅拌器叶轮直径3850mm,转速为19.8r/min
设计的标准化提供借鉴。
2.3校核速度梯度
考文獻
在絮凝段设计中,应既保证絮粒有充分接触碰 il Oldshue JY著,王英,林猛流,施力田,等译流体混合技木M北
撞的机率,又不致使已形成的较大絮粒破碎,因此应
京:化学工业出版社,1991
保证絮凝过程中的速度梯度在一定的范围内。根据I2 Metcal& Eddy Inc著.秦裕死,等译度水工程:处理及回用(第4
国外相关研究,絮凝设